課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.認識光的衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象，知道光波是一種橫波．2．知道光產(chǎn)生明顯衍射的條件及衍射圖樣的特點．3．知道偏振光和自然光的區(qū)別，知道偏振現(xiàn)象的一些簡單應(yīng)用．重點難點：1.光發(fā)生明顯衍射的條件．2．衍射條紋的特點及影響中央條紋寬度的因素．3．偏振光的特點．
一、光的衍射1．產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：障礙物或孔的尺寸比波長小或跟波長差不多．2．幾種不同的衍射現(xiàn)象(1)單縫衍射①現(xiàn)象用平行單色光照射狹縫，當(dāng)狹縫較____時，在屏上產(chǎn)生一條寬度與狹縫相當(dāng)?shù)牧辆€．
當(dāng)狹縫調(diào)至足夠____時，屏上出現(xiàn)的亮線盡管亮度變暗，但寬度反而變寬了．當(dāng)光在透過足夠窄的狹縫時，會繞過縫的邊緣傳播到相當(dāng)寬的地方．②衍射條紋的特點中央條紋最_____、最___，離中央條紋越遠，亮條紋的寬度越_____，亮度越_____．狹縫越窄，中央亮條紋越______．
(2)圓孔衍射①現(xiàn)象用點光源照射直徑足夠小的圓孔時，在屏上光能到達的范圍會遠遠超過沿直線傳播所應(yīng)照明的區(qū)域．②衍射圖樣的特點明暗相間的_____條紋，中央為_____亮斑．
(3)泊松亮斑——障礙物的衍射①現(xiàn)象用平行光照射一個不透光的小圓盤時，在圓盤陰影中心出現(xiàn)一個亮斑．②衍射圖樣特點圓形陰影中心有______，與小孔衍射圖樣有明顯區(qū)別．
二、衍射光柵1．衍射光柵的結(jié)構(gòu)：由許多________的狹縫________地排列起來形成的光學(xué)元件．2．衍射圖樣的特點：與單縫衍射相比，衍射條紋的寬度______，亮度________．3．衍射光柵的種類：反射光柵、透射光柵．
三、光的偏振1．光的干涉和衍射現(xiàn)象說明光具有________，光的偏振現(xiàn)象說明光是______．2．偏振片：由特定的材料制成，每個偏振片都有一個特定的方向，只有沿這個方向振動的光波才能通過偏振片，這個方向叫做_________，偏振片對光波的作用就像狹縫對于機械波的作用一樣．
3．光的分類(1)自然光：太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光，包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動著的光，而且沿著各個方向振動的光波的______都相同．(2)偏振光①自然光通過偏振片(叫做起偏器)之后，只有振動方向與偏振片的透振方向______的光波才能順利通過．也就是說，光通過偏振片后，在垂直于傳播方向的平面上，只沿著__________的方向振動．
②平時看到的絕大部分光，都是不同程度的_________，自然光在玻璃、水面等表面反射時，反射光和折射光都是_________，入射角變化時______的程度也會變化．4．偏振現(xiàn)象的應(yīng)用(1)照相機鏡頭前(2)數(shù)字式電子表、空調(diào)遙控器、數(shù)字式調(diào)諧收音機、計算器、數(shù)字多用表、帶液晶顯示的玩具等，它們的液晶顯示器都用到了偏振現(xiàn)象．
一、三種衍射圖樣的特點比較1．單縫衍射圖樣(1)縫變窄，通過的光變少，而光分布的范圍更寬，所以亮紋的亮度降低．(2)中央亮條紋的寬度及條紋間距跟入射光的波長及單縫寬度有關(guān)，入射光波長越大，單縫越窄，中央亮條紋的寬度及條紋間距就越大．(3)用白光做單縫衍射時，中央亮條紋是白色的，兩邊是彩色條紋，中央亮條紋仍然最寬最亮．
2．圓孔衍射圖樣(1)中央是大且亮的圓形亮斑，周圍分布著明暗相間的同心圓環(huán)，且越靠外，圓形亮條紋的亮度越弱，寬度越?。?2)只有圓孔足夠小時，才能得到明顯的衍射圖樣．在圓孔由較大直徑逐漸減小的過程中 ，光屏依次得到幾種不同現(xiàn)象——圓形亮斑(光的直線傳播)、光源的像(小孔成像)、明暗相間的圓環(huán)(衍射圖樣)、完全黑暗．
(3)用不同色光照射圓孔時，得到的衍射圖樣的大小和位置不同，波長越大，中央圓形亮斑的直徑越大．(4)白光的圓孔衍射圖樣中，中央是大且亮的白色光斑，周圍是彩色同心圓環(huán)．(5)圓孔越小，中央亮斑的直徑越大，同時亮度越弱．
3．不透明小圓板的衍射圖樣(1)泊松亮斑圖樣中的亮環(huán)或暗環(huán)間距隨半徑增大而減小，如圖13－5－1所示．(2)與圓孔衍射圖樣比較①均是明暗相間的圓形條紋，中心均有亮斑．②圓孔衍射圖樣中心亮斑較大，而泊松亮斑較?。蹐A孔衍射圖樣中亮環(huán)或暗環(huán)間距隨半徑增大而增大，圓板衍射圖樣中亮環(huán)或暗環(huán)間距隨半徑增大而減小．
二、單縫衍射與雙縫干涉的比較
即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)1．如圖13－5－2所示，甲、乙為單色光通過窄縫后形成的明暗相間的兩種條紋圖樣．下列判斷正確的是(　　)A．甲為單縫衍射的圖樣　　　　B．乙為雙縫干涉的圖樣C．甲為雙縫干涉的圖樣 D．乙為單縫衍射的圖樣答案：AB
三、偏振現(xiàn)象1．橫波、縱波的判定方法(1)直接看質(zhì)點的振動方向與波傳播方向的關(guān)系．若互相垂直，為橫波；若在同一直線上，為縱波，這種方法適用于可看得見質(zhì)點振動方向的機械波．(2)看波能否通過兩個互相垂直且共線的“狹縫”，能通過兩個“狹縫”的為縱波，不能通過的為橫波．
特別提醒：(1)偏振現(xiàn)象在生活中非常普遍，并不是只有自然光通過偏振片后才變?yōu)槠窆?，生活中除光源直接發(fā)出的光外，我們看到的絕大部分光都是偏振光，如自然光射到水面時的反射和折射光線，尤其是二者互相垂直時，都是典型的偏振光．(2)只有橫波能發(fā)生偏振現(xiàn)象，光是橫波．
即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)2．對于光的偏振，下列說法正確的是(　　)A．自然光是偏振光B．自然光通過偏振片后成為偏振光C．偏振光不能再通過偏振片D．如果偏振片的透振方向與偏振光的振動方向垂直，偏振光不能透過偏振片答案：BD
對于光的衍射現(xiàn)象的定性分析，下列說法正確的是(　　)A．只有障礙物或孔的尺寸可以跟光波波長相比擬甚至比波長還要小的時候，才能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象B．光的衍射現(xiàn)象是光波相互疊加的結(jié)果C．光的衍射現(xiàn)象否定了光的直線傳播的結(jié)論D．光的衍射現(xiàn)象說明了光具有波動性
【精講精析】　光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象無疑地說明了光具有波動性，而小孔成像說明光沿直線傳播，而要出現(xiàn)小孔成像，孔不能太小，光的直線傳播規(guī)律只是近似的，只有在光的波長比障礙物小的情況下，光才可以看做是直進的，所以光的衍射現(xiàn)象和直線傳播是不矛盾的，它們是在不同條件下出現(xiàn)的兩種現(xiàn)象，故上述選項中正確的是A、B、D.【答案】　ABD
變式訓(xùn)練1　關(guān)于光的干涉和衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是(　　)A．光的干涉現(xiàn)象遵循波的疊加原理，衍射現(xiàn)象不遵循波的疊加原理B．光的干涉條紋是彩色的，衍射條紋是黑白相間的C．光的干涉現(xiàn)象說明光具有波動性，光的衍射現(xiàn)象不能說明這一點D．光的干涉和衍射現(xiàn)象都是光波疊加的結(jié)果
解析：選D.從成因分析，光的干涉現(xiàn)象、衍射現(xiàn)象都是光波疊加的結(jié)果，兩者都表明光是一種波．故A、C錯，D正確．從條紋特點看，雖然條紋寬度、間距方面兩者有所區(qū)別，但單色光的干涉條紋、衍射條紋都是明暗相間的，白光的干涉條紋、衍射條紋都是彩色的，故B錯．
在單縫衍射實驗中，下列說法中正確的是(　　)A．將入射光由黃色換成綠色，衍射條紋間距變窄B．單縫寬度變小，衍射條紋間距變窄C．換用波長較長的光照射，衍射條紋間距變寬D．增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距變寬
【精講精析】　當(dāng)單縫寬度一定時，波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯，即光偏離直線傳播的路徑越遠，條紋間距也越大；當(dāng)光的波長一定時，單縫寬度越小，衍射現(xiàn)象越明顯，條紋間距越大；光的波長一定、單縫寬度也一定時，增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距也會變寬，故選項A、C、D正確．【答案】　ACD【方法總結(jié)】　透徹理解發(fā)生明顯衍射的條件，再結(jié)合光波的特點(波長短、頻率高)，本題就不難正確解答．
變式訓(xùn)練2　讓太陽光垂直照射一塊遮光板，板上有一個可以自由收縮的三角形孔，當(dāng)此三角形孔緩慢縮小直至完全閉合時，在孔后的屏上將先后出現(xiàn)(　　)A．由大變小的三角形光斑，直至光斑消失B．由大變小的三角形光斑、明暗相間的彩色條紋，直至條紋消失C．由大變小的三角形光斑，明暗相間的條紋，直至黑白色條紋消失D．由大變小的三角形光斑，小圓形的光斑，明暗相間彩色條紋，直至條紋消失
解析：選D.當(dāng)孔足夠大時，由于光的直線傳播，所以屏首先出現(xiàn)的是三角形光斑，之后隨著小孔的繼續(xù)縮小，出現(xiàn)小孔成像，成的是太陽的像，故為小圓形光斑，隨著小孔的進一步縮小，當(dāng)尺寸與光波波長相當(dāng)時，出現(xiàn)了明暗相間的衍射條紋，最后隨小孔的閉合而全部消失，所以只有D是正確的．
關(guān)于自然光和偏振光，下列說法正確的是(　　)A．自然光能產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象，而偏振光卻不能B．只有自然光透過偏振片才能獲得偏振光C．自然光只能是白光，而偏振光不能是白光D．自然光和偏振光都能使感光底片感光【思路點撥】　光的振動沿各個方向均勻分布的光是自然光，只沿特定方向振動的光就是偏振光．
【自主解答】　自然光和偏振光都產(chǎn)生干涉和衍射，都能使感光底片感光，A錯D對；光的偏振現(xiàn)象并不罕見，除了從光源直接發(fā)出的光以外，我們通?？吹降墓饨^大部分都是偏振光，B錯，光的顏色由光的頻率決定，與光的偏振方向無關(guān)，C錯．【答案】　D【方法總結(jié)】　(1)偏振光和自然光只在振動方向上有區(qū)別，在其他方面無法區(qū)別．(2)偏振片不改變光的顏色，即不能改變光的頻率．
變式訓(xùn)練3　在垂直于太陽光的傳播方向前后放置兩個偏振片P和Q，在Q的后邊放上光屏，如圖13－5－3所示，則下列說法正確的是(　　)A．Q不動，旋轉(zhuǎn)偏振片P，屏上光的亮度不變B．Q不動，旋轉(zhuǎn)偏振片P，屏上光的亮度時強時弱C．P不動，旋轉(zhuǎn)偏振片Q，屏上光的亮度不變D．P不動，旋轉(zhuǎn)偏振片Q，屏上光的亮度時強時弱

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6 光的偏振

版本： 人教版 (新課標(biāo))

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